中国康复医学杂志,2007年,第22卷,第11期 ChineseJournalofRehabilitationMedicine,Nov.2007,Vol.22,No.11
·康复医学
·
一种上肢运动功能评价方法的初步研究
杜俊敏 1 史海文 1 袁修干 1
摘要 目的:通过研究健康人上肢点取前方不同目标点的定位运动规律,探讨评价上肢运动障碍者运动功能的新方
法,尝试为肢体运动障碍者的康复训练和
提供对照和比较。方法:选择 21名健康男性自愿者,
并进行了人
体上肢定位实验,得到了拾取时间数据,通过数据分析,探讨人体上肢拾取不同位置目标点的运动时间特性,以此为
参考可以对肢体运动障碍者的上肢定位运动功能进行评价。结果:实验数据分析表明,在人体上肢定位运动中,点取
前方不同位置目标点时食指尖运动持续时间存在较大差异,并且具有很强的规律性。结论:以健康人的上肢定位运
动规律为比照,用食指尖运动持续时间来评价肢体运动障碍者的上肢定位运动功能,是一种简单、可行的方法。
关键词 人体上肢;定位运动;运动功能;运动功能障碍;评价方法
中图分类号:R493 文献标识码:A 文章编号:1001-1242(2007)-11-1011-03
An evaluation method on movementfunction ofhuman upperlimb/DU Junmin,SHIHaiwen,YUAN
Xiugan//ChineseJournalofRehabilitationMedicine,2007,22(11):1011—1013
Abstract Objective:Tostudythepointingmovementcharacteristicsofhealthyhuman′supperlimbwhenpointing
thedifferenttargetsonthefrontboard,andtodiscussthenewmethodofevaluatingupperlimbmovementfunction
formovementdisorderpatientstoprovidethereferencesforrehabilitationtraininganddetectionofmovement
disorderpatients.Method:Twenty-onemalehealthyvolunteerswerechosen.Thepointingexperimentofhuman
upperlimbwasdesignedandcarriedout.Bythestatisticanalysisofexperimentaldata,thecharacteristicsof
pointingmovementtimefordifferenttargetswerediscussedtouseasthereferencesformovementfunction
evaluationonmovementdisorderpatients.Result:Theexperimentaldataindicatedtheforefinger-tip′smotion
durationswereobviousdifferent,andshowedpossessingverystrongregularity.Conclusion:Contrastwiththeupper
limbpointingcharacteristicsofhealthyhuman,theforefinger-tip′smotiondurationcanbeusedasmovement
functionindexonevaluatingthemovementfunctionofmovementdisorderpatients.Thenewmethodiseasyand
simpletoimplement.
Author′saddress InstituteofMan-Machine-EnvironmentEngineering,BeihangUniversity,Beijing,100083
Keywords humanupperlimb;pointingmovement;movementfunction;movementdisorder;evaluationmethod
脑卒中、帕金森、脑外伤等疾病是导致患者肢体
运动功能障碍并致残的主要原因,它导致患者的生
存质量下降,甚至丧失生活自理能力。在临床上,常
采用药物治疗和运动训练为主的综合康复治疗,以
恢复患者的肢体运动功能[1]。
在评定患者的康复治疗效果时,上肢运动功能
的临床评价通常是一个重要的检测项目。除了使用
常用的临床评价方法外[2],国外已将拾取运动的研究
应用到了肢体运动障碍患者的康复治疗中[3—4],目前
国内还未见到这方面研究工作的报道。
本文探讨了将人体上肢拾取运动的研究应用到
肢体运动障碍患者康复治疗上的新方法。指导思想
是通过研究健康人的上肢拾取运动规律,为肢体运
动障碍者的病态运动提供参照,提出健康人和肢体
运动障碍患者上肢运动功能的一种对比评价方法。
具体做法是:充分考虑健康人在进行上肢运动时的
肌肉、关节活动度、视觉、立体觉、位置觉和大脑的活
动协调能力,设计一个健康人从不同的起始点点取
不同位置目标点的上肢定位点取实验,得到健康人
上肢定位运动的时间规律,以食指尖的运动时间作
为考查指标,进行健康人和肢体运动障碍患者的上
肢运动功能的对比评价,以指导患者的康复治疗。
1 实验方法
1.1 对象与方法
1.1.1 研究对象:21名男性健康青年,年龄21—29
岁,身高1.69—1.75m,体重56—75kg,均为右利手。
1.1.2 研究方法:用三维运动跟踪系统全程记录定
位运动过程,获得实验数据。采用六镜头的
Vicon460运动跟踪系统,采样频率120Hz。实验任务
如图1所示。目标板固定在桌子上,与垂直面有17°
1 北京航空航天大学人-机-环境工程研究所,北京,100083
作者简介:杜俊敏,女,博士研究生
收稿日期:2007-01-30
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中国康复医学杂志,2007年,第22卷,第11期 ChineseJournalofRehabilitationMedicine,Nov.2007,Vol.22,No.11
图1实验任务
目标板
眼睛高
17°
倾角。实验时,被试坐在可调节高度的凳子上,目标
板放置在被试前面,目标板垂直中心线与被试身体
矢状面对齐。
目标点均匀分布在圆周上,如图2所示。目标点
为直径 0.013m的蓝色实心圆,目标点所在圆(简称
目标圆)直径为0.4m。每次实验开始时,食指均以目
标圆圆心点为起始点,在保证点取准确的前提下,尽
快点取到目标点上。
目标圆在目标板上的布置情况见图3。图中网
格行列间距均为0.1m。共9个目标圆,排布成三行
三列,图中的O1—O9标出的是目标圆的圆心位置,
圆心之间行距为0.1m,列距为0.2m。
在实际实验时,为了减少视觉干扰,图3的9个
目标圆实际上是分成6幅图进行的,每幅图只布置
一到两个互不干扰的目标圆。
在实验过程中,要求被试保持肩膀稳定,若出现
肩膀移动或点取错误的情况,则此次实验作废,重新
进行。
1.2 评价指标
在上肢点取目标点的定位实验过程中,考察以
下6个参量:①食指尖的运动持续时间;②食指尖最
大运动速度;③食指尖运动轨迹线长度;④肩关节最
大功率;⑤肘关节最大功率;⑥腕关节最大功率。通
过对6个参量的比较分析,食指尖的运动持续时间t
最能反映人的上肢运动功能的状况,并且易于记录
和控制。因此在下面的实验结果分析中,将只对食指
尖的运动持续时间t进行讨论。
1.3 统计学分析
用SPSS11.0软件对各参量数据进行单因素方
差分析(P<0.05,α=0.05),得到同一个目标圆上八个
点的定位运动差异显著;位于同行目标圆上的同序
号目标点的差异大,位于同列目标圆上的同序号目
标点的差异小。
2 结果
2.1 第一列目标圆的t值分析
见图4,第一列上三个圆的时间曲线重合程度
很高,由显著检验结果也得知,第一列目标圆中只有
第1、6点差异有显著性,其他点都没有显著差异,说
明目标圆在列方向上的变化对t的影响较小。从图4
可以看出,第 2、5点的 t值较小,第 4、7、8点的 t值
较大。
2.2 第二列目标圆的t值分析
第二列目标圆的t值曲线与第一列相似,三个
圆的时间曲线重合程度很高,由显著检验结果得知,
第二列目标圆中只有第6点差异有显著性,其他点
都没有显著差异,说明目标圆在列方向的变化对 t
影响较小,这与第一列的结果一致。在第二列上,第
2、6点的t值较小,第4点的t值较大。
2.3 第三列目标圆的t值分析
第三列目标圆的t值曲线与第一列相似,三个
圆的时间曲线基本上完全重合,由显著检验结果得
知,第三列目标圆上的同位置对应点差异都没有显
著性,这进一步印证了前面两列的情况,即目标圆在
列方向的变化对t影响较小。第三列目标圆的第2、
3、6、7点的t值较小,第5点的t值较大。
2.4 第一行目标圆的t值分析
图4 第一列目标圆的t值曲线图
01 0704
87654321
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
时
间
( s
)
目标点
图5 第一行目标圆的t值曲线图
01 0302
87654321
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
时
间
( s
)
目标点
图2 目标点在单个目标圆圆
周上的分布
6
5
4
3
2
1
8
7
O
图3 目标圆在目标板上的布置情况
O1
O9O8O7
O6O5O4
O3O2
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见图5,第一行三个目标圆的时间曲线不太重
合,右圆相对于左圆和中圆,有一个点的偏移(如左
圆和中圆,t值最大的点是第 4点,而右圆是第 5
点)。
2.5 第二行目标圆的t值分析
第二行目标圆的t值曲线与第一行相似,不太
重合且有偏移。t值大小情况也与第一行的比较相
似,这里不再赘述。
2.6 第三行目标圆的t值分析
第三行目标圆的t值曲线情况与第一、二行相
似,也是不太重合且有偏移,t值大小情况与第一、二
行相似。
从上面的分析可以得到以下结果:①健康右利
手者对位于同一目标圆圆周上的8个目标点做点取
定位运动时,目标点相对于起始点的位置方向对食
指尖的运动持续时间影响比较大。②9个目标圆进
行比较,目标圆的位置变化对食指尖的运动持续时
间有较大的影响。③9个目标圆按行、按列比较,目
标圆在行方向上的位置变化对食指尖的运动持续时
间的影响较大,在列方向上的变化影响较小。④同列
3个目标圆的食指尖运动持续时间值重合程度远远
高于行的,并且具有很强的规律。第一列目标圆的t
值最小点为第2,5点,最大点为第4,7,8点;第二列
目标圆的t值最小点为第2,6,最大点为第4点;第
三列目标圆的t值最小点为第2,3,6,7点,最大点
为第5点。
3 人体上肢运动功能评价新方法的提出
康复医学同其他治疗医学的一个很大区别就是
把功能障碍的评定作为重点。人体运动功能康复评
价大多数是基于病理的诊断和某种特定运动功能障
碍的评定,从康复医学的评价观点上看,全面进行某
种特定运动功能障碍的评定最能真实反映患者躯体
或肢体的康复状况。
本文在健康人上肢点取运动实验研究结果的基
础上,尝试提出一种简单、易行,并且能比较全面评
价脑卒中、帕金森综合征或脑外伤等疾病患者上肢
运动功能康复情况的新方法。即通过记录点取前方
区域目标点时食指尖的运动持续时间来评价肢体运
动障碍患者上肢功能的康复状况。患者在进行康复
检测时,只要进行简单的上肢点取运动,记录点取同
等距离不同目标点时食指尖的运动持续时间,再比
照健康人的运动规律,即可对患者的康复状况做出
判定。另外,由于人体上肢在进行不同的点取动作
时,大脑神经系统控制不同的肌肉群,因此根据患者
做点取实验时上肢的运动状态,还可以判断大脑神
经某些子系统的损伤情况或康复情况。
与目前的一些人手运动检测方法相比较[5—6],新
方法所需要的测量设备比较简单,只需普通的触发
式时间记录仪即可,而且不需专门的操作和维护人
员,经过简单培训的医护人员就可以胜任。
新方法的具体实施:①准备大小合适的目标板,
在板上按三行三列画上同等距离的 9个目标圆,每
个目标圆周上等角度均布8个点;②按健康人上肢
定位点取实验的研究结果,在九个目标圆上按列分
别选取t值最大点和最小点作为检测用的点取目标
点。③进行检测评价的患者坐在目标板的前面,在起
始点和目标点上都安装触发开关,根据测量人员的
指令完成点取任务。点取目标点所花时间通过记录
装置进行记录,将记录结果与健康人的点取运动时
间规律进行比较,即可判定患者的上肢运动功能的
状况。
4 结论
本文实验研究结果表明,健康人在点取前方不
同位置目标点时,食指尖运动持续时间具有明显的
差异和很强的规律,根据这个特点,可以将食指尖运
动持续时间作为衡量人体上肢运动功能的评价指
标。根据这一思想提出的评价人体上肢运动功能的
新方法,可以应用到肢体运动障碍者的上肢运动功
能评定中。目前,该方法只是研究了右利手健康人的
右上肢对身体前方区域的定位运动规律,而身体侧
面、头顶上方等区域的运动规律还需要进一步研究。
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